林君　趙新月

摘 要：本文以STC89C52單片機(jī)為核心，采用電阻應(yīng)變壓力傳感器、24位AD轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)等模塊實(shí)現(xiàn)電子式硬幣分揀裝置，具有體積小，識別速度快，識別率高，功能豐富等優(yōu)點(diǎn)，具有一定的應(yīng)用價值。

關(guān)鍵詞：STC89C52；電阻應(yīng)變壓力傳感器；24位AD轉(zhuǎn)換；硬幣分揀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.23.119

1 引言

硬幣以其成本低，流通次數(shù)多、耐磨損、易回收等無可替代的優(yōu)勢將占領(lǐng)小面額貨幣市場是大勢所趨。在目前國內(nèi)的小面值貨幣流通的領(lǐng)域，硬幣分揀大多為人工操作，生產(chǎn)率低，浪費(fèi)勞動成本。部分采用機(jī)械式硬幣分揀系統(tǒng)，具有系統(tǒng)體積龐大，成本高的缺點(diǎn)。

本文旨在設(shè)計(jì)以STC89C52單片機(jī)為核心的電子式金屬硬幣分揀裝置能夠快速清分不同種類的金屬硬幣，通過 LCD顯示硬幣種類數(shù)量，同時加入了語音播報功能，使得系統(tǒng)的具有智能化、人性化的特色。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案

由于各個金屬硬幣重量不同（1角硬幣3.2克，5角硬幣3.8克，1元硬幣6.1克），故系統(tǒng)使用電阻應(yīng)變壓力傳感器，對于不同的硬幣數(shù)值通過HX711芯片將動態(tài)變化的阻值進(jìn)行AD轉(zhuǎn)換，然后驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)旋轉(zhuǎn)機(jī)械臂相應(yīng)的角度，并通過電磁鐵吸合金屬硬幣至指定出口槽，并通過LCD12864顯示硬幣類型及數(shù)量，以及語音播報。系統(tǒng)方案框圖如1：

3 系統(tǒng)電路說明

（1）壓力傳感器及24位AD：壓力傳感器采用高精度電阻應(yīng)變式壓力傳感器（750g），其主要由彈性體、電阻應(yīng)變片電纜線等組成，內(nèi)部線路采用惠更斯電橋，當(dāng)彈性體承受載荷產(chǎn)生變形時，電阻應(yīng)變片（轉(zhuǎn)換元件）受到拉伸或壓縮應(yīng)變片變形后，它的阻值將發(fā)生變化（增大或減?。?，從而使電橋失去平衡，產(chǎn)生相應(yīng)的差動信號，通過HX711芯片（24位AD）可以獲得精度在0.1g的重量數(shù)值。為了盡量避免外界電磁干擾對24位AD轉(zhuǎn)換數(shù)值的影響，選擇帶金屬屏蔽罩的HX711芯片，實(shí)測情況良好。

（2）STC89C52單片機(jī)：該單片機(jī)是STC公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能CMOS8位微控制器，具有 8k字節(jié)Flash，256字節(jié)RAM， 32 位I/O 口線， 3個16 位定時器/計(jì)數(shù)器，5個中斷源，1個全雙工串行口，為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。

（3）步進(jìn)電機(jī)及驅(qū)動器：采用兩相四線42步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動電壓12V，電流2A。采用THB6128步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動器，可以很方便實(shí)現(xiàn)對電機(jī)的正反轉(zhuǎn)、停轉(zhuǎn)、以及調(diào)速控制。通過撥碼開關(guān)可以靈活調(diào)節(jié)細(xì)分?jǐn)?shù)（8檔）控制以及電機(jī)電流（6檔）控制，使電機(jī)轉(zhuǎn)動平穩(wěn)、噪音小、震動小。

（4）藍(lán)馬語音模塊：對分揀結(jié)果實(shí)現(xiàn)語音播報功能。

（5）電磁鐵：與步進(jìn)電機(jī)連接的機(jī)械臂連接，用于吸合金屬硬幣，旋轉(zhuǎn)一定角度至指定金屬幣槽。電磁鐵通過繼電器控制其導(dǎo)通與關(guān)閉。

（6）LCD12864：4行字符液晶，可以顯示漢字，帶字庫，用于顯示分揀結(jié)果，包括幣種、數(shù)量等信息。總電路圖如2：

隨機(jī)選擇多枚1角、5角、1元硬幣測量， 其結(jié)果如下：單種硬幣測量：每種測量5次，每次20枚，共100枚，準(zhǔn)確率100%；混合硬幣測量：每種測量5次，每次20枚，共100枚，準(zhǔn)確率99%，優(yōu)化算法，可以達(dá)到99.9%以上。

4 結(jié)束語

本文所設(shè)計(jì)的電子式硬幣分揀裝置，摒棄傳統(tǒng)的手工硬幣分揀或機(jī)械式分揀，結(jié)合電阻應(yīng)變壓力傳感器、24位AD轉(zhuǎn)換器、步進(jìn)電機(jī)、電磁鐵等結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電子分揀硬幣，具有體積小，識別速度快，識別率高等優(yōu)點(diǎn)。同時具有分揀結(jié)果LCD顯示、語音播報等實(shí)用功能，具有一定的市場應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

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作者簡介： 林君（1979-），男，朝鮮族，吉林延吉人，工學(xué)碩士，講師。